پانچ یک رنگی روشنیاں جو پودوں کی نشوونما کو متاثر کرتی ہیں۔

روشنی پودوں کی نشوونما اور نشوونما کے لیے بنیادی ماحولیاتی عنصر ہے۔ یہ نہ صرف فتوسنتھیس کے لیے توانائی کا بنیادی ذریعہ ہے بلکہ پودوں کی نشوونما اور نشوونما کا ایک اہم ریگولیٹر بھی ہے۔ پودوں کی نشوونما اور نشوونما صرف روشنی کی مقدار یا روشنی کی شدت (فوٹن فلوکس کثافت، فوٹوون فلوکس کثافت، پی ایف ڈی) سے محدود نہیں ہے، بلکہ روشنی کے معیار، یعنی روشنی اور تابکاری کی مختلف طول موجوں اور ان کے مختلف مرکب تناسب سے بھی محدود ہے۔

شمسی سپیکٹرم کو تقریباً بالائے بنفشی تابکاری میں تقسیم کیا جا سکتا ہے (الٹرا وائلٹ، UV

پودے بڑھتے ہوئے ماحول میں روشنی کے معیار، روشنی کی شدت، روشنی کی لمبائی اور سمت میں ٹھیک ٹھیک تبدیلیوں کا پتہ لگا سکتے ہیں، اور اس ماحول میں زندہ رہنے کے لیے ضروری جسمانی اور مورفولوجیکل تبدیلیاں شروع کر سکتے ہیں۔ نیلی روشنی، سرخ روشنی اور دور کی سرخ روشنی پودوں کے فوٹومورفوگنیسیس کو کنٹرول کرنے میں کلیدی کردار ادا کرتی ہے۔ فوٹو ریسیپٹرز (فائیٹوکروم، فائی)، کریپٹو کروم (کرائی)، اور فوٹو ریسیپٹرز (فوٹوٹروپین، فوٹو) روشنی کے سگنل وصول کرتے ہیں اور سگنل کی نقل و حمل کے ذریعے پودوں کی نشوونما اور نشوونما کا باعث بنتے ہیں۔

یک رنگی روشنی جیسا کہ یہاں استعمال کیا گیا ہے اس سے مراد ایک مخصوص طول موج کی حد میں روشنی ہے۔ مختلف تجربات میں استعمال ہونے والی ایک ہی رنگ کی روشنی کی طول موج کی حد پوری طرح سے یکساں نہیں ہے، اور دیگر یک رنگی روشنیاں جو طول موج میں ملتی جلتی ہیں اکثر مختلف حدوں تک اوورلیپ ہوجاتی ہیں، خاص طور پر یک رنگی LED روشنی کے منبع کے ظاہر ہونے سے پہلے۔ اس طرح قدرتی طور پر مختلف اور متضاد نتائج بھی سامنے آئیں گے۔

سرخ روشنی (R) انٹرنوڈ کی لمبائی کو روکتی ہے، لیٹرل برانچنگ اور ٹیلرنگ کو فروغ دیتی ہے، پھولوں کی تفریق میں تاخیر کرتی ہے، اور اینتھوسیاننز، کلوروفل اور کیروٹینائڈز کو بڑھاتی ہے۔ سرخ روشنی عربیڈوپسس کی جڑوں میں روشنی کی مثبت حرکت کا سبب بن سکتی ہے۔ سرخ روشنی کا پودوں کی حیاتیاتی اور ابیوٹک تناؤ کے خلاف مزاحمت پر مثبت اثر پڑتا ہے۔

دور سرخ روشنی (FR) بہت سے معاملات میں سرخ روشنی کے اثر کا مقابلہ کر سکتی ہے۔ کم R/FR تناسب کے نتیجے میں گردے کی پھلیاں کی فوٹو سنتھیٹک صلاحیت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ گروتھ چیمبر میں، سفید فلوروسینٹ لیمپ کو روشنی کے مرکزی ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور دور سرخ تابکاری (734 nm کی اخراج کی چوٹی) کو اینتھوسیانین، کیروٹینائڈ اور کلوروفیل کے مواد کو کم کرنے کے لیے ایل ای ڈی کے ساتھ اضافی کیا جاتا ہے، اور تازہ وزن، خشک وزن، تنے کی لمبائی، پتی کی لمبائی اور پتے بنائے جاتے ہیں۔ چوڑائی بڑھ گئی ہے۔ نمو پر اضافی ایف آر کا اثر پتوں کے بڑھتے ہوئے رقبے کی وجہ سے روشنی جذب میں اضافے کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔ کم R/FR حالات میں اگائی جانے والی Arabidopsis thaliana زیادہ R/FR کے تحت اگائی جانے والی بڑی اور موٹی تھی، بڑے بایوماس اور ٹھنڈے موافقت کے ساتھ۔ R/FR کے مختلف تناسب پودوں کی نمک برداشت کو بھی بدل سکتے ہیں۔

عام طور پر، سفید روشنی میں نیلی روشنی کے حصے کو بڑھانا انٹرنوڈ کو چھوٹا کر سکتا ہے، پتوں کے رقبے کو کم کر سکتا ہے، شرح نمو کو کم کر سکتا ہے، اور نائٹروجن/کاربن (N/C) کے تناسب میں اضافہ کر سکتا ہے۔

اعلی پودوں کے کلوروفل کی ترکیب اور کلوروپلاسٹ کی تشکیل کے ساتھ ساتھ کلوروفل کے اعلی تناسب والے کلوروپلاسٹ اور کم کیروٹینائڈ کی سطح کو نیلی روشنی کی ضرورت ہوتی ہے۔ سرخ روشنی کے نیچے، طحالب کے خلیات کی فوٹوسنتھیٹک شرح بتدریج کم ہوتی گئی، اور نیلی روشنی میں جانے یا مسلسل سرخ روشنی کے نیچے کچھ نیلی روشنی شامل کرنے کے بعد فوٹوسنتھیٹک کی شرح تیزی سے بحال ہوئی۔ جب اندھیرے میں بڑھنے والے تمباکو کے خلیوں کو 3 دن تک مسلسل نیلی روشنی میں منتقل کیا گیا تو، روبولوز-1، 5-بِسفاسفیٹ کاربو آکسیلیس/آکسیجن (روبیسکو) کی کل مقدار اور کلوروفیل مواد میں تیزی سے اضافہ ہوا۔ اس کے مطابق، یونٹ کلچر محلول کے حجم میں خلیوں کا خشک وزن بھی تیزی سے بڑھتا ہے، جبکہ مسلسل سرخ روشنی میں یہ بہت آہستہ آہستہ بڑھتا ہے۔

ظاہر ہے، روشنی سنتھیسز اور پودوں کی نشوونما کے لیے صرف سرخ روشنی ہی کافی نہیں ہے۔ گندم اپنے لائف سائیکل کو ایک ہی سرخ ایل ای ڈی کے ذریعہ مکمل کر سکتی ہے، لیکن لمبے پودے اور بڑی تعداد میں بیج حاصل کرنے کے لیے مناسب مقدار میں نیلی روشنی ڈالنی چاہیے (ٹیبل 1)۔ ایک ہی سرخ روشنی کے نیچے اگائے جانے والے لیٹش، پالک اور مولی کی پیداوار سرخ اور نیلے رنگ کے امتزاج کے تحت اگائے جانے والے پودوں کی نسبت کم تھی، جبکہ مناسب نیلی روشنی کے ساتھ سرخ اور نیلے رنگ کے امتزاج کے تحت اگائے جانے والے پودوں کی پیداوار کا موازنہ کیا جا سکتا ہے۔ ٹھنڈے سفید فلورسنٹ لیمپ کے نیچے اگنے والے پودوں کا۔ اسی طرح، Arabidopsis thaliana ایک ہی سرخ روشنی کے تحت بیج پیدا کر سکتا ہے، لیکن یہ سرخ اور نیلی روشنی کے امتزاج کے تحت اگتا ہے کیونکہ ٹھنڈی سفید فلوروسینٹ لیمپ کے نیچے اگائے جانے والے پودوں کے مقابلے نیلی روشنی کا تناسب (10% سے 1%) کم ہو جاتا ہے۔ پلانٹ بولٹنگ، پھول اور نتائج میں تاخیر ہوئی۔ تاہم، سرخ اور نیلی روشنی کے امتزاج کے تحت اگائے جانے والے پودوں کے بیج کی پیداوار جس میں 10% نیلی روشنی ہوتی ہے، ٹھنڈے سفید فلوروسینٹ لیمپ کے نیچے اگائے جانے والے پودوں سے صرف نصف تھی۔ ضرورت سے زیادہ نیلی روشنی پودوں کی نشوونما کو روکتی ہے، انٹرنوڈ کو چھوٹا کرتی ہے، شاخوں میں کمی، پتوں کے رقبے میں کمی، اور کل خشک وزن کو کم کرتی ہے۔ پودوں میں نیلی روشنی کی ضرورت میں اہم نوعیت کے فرق ہوتے ہیں۔

واضح رہے کہ اگرچہ مختلف قسم کے روشنی کے ذرائع کا استعمال کرتے ہوئے کچھ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ پودوں کی شکل اور نشوونما میں فرق سپیکٹرم میں نیلی روشنی کے تناسب میں فرق سے متعلق ہے، لیکن یہ نتیجہ اب بھی مشکل ہے کیونکہ غیر نیلی روشنی کی ساخت استعمال ہونے والے مختلف قسم کے لیمپوں سے خارج ہونے والی روشنی مختلف ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگرچہ ایک ہی لائٹ فلورسنٹ لیمپ کے نیچے اگائے جانے والے سویا بین اور جوار کے پودوں کا خشک وزن اور فی یونٹ لیف ایریا کے خالص فوٹو سنتھیٹک ریٹ کم پریشر والے سوڈیم لیمپ کے نیچے اگائے جانے والے پودوں سے نمایاں طور پر زیادہ ہیں، لیکن ان نتائج کو مکمل طور پر نیلی روشنی سے منسوب نہیں کیا جا سکتا۔ کم دباؤ سوڈیم لیمپ. کمی، مجھے ڈر ہے کہ اس کا تعلق کم پریشر والے سوڈیم لیمپ کے نیچے پیلی اور سبز روشنی اور نارنجی سرخ روشنی سے بھی ہے۔

سفید روشنی (سرخ، نیلی اور سبز روشنی پر مشتمل) کے نیچے اگائے جانے والے ٹماٹر کے بیجوں کا خشک وزن سرخ اور نیلی روشنی میں اگائے جانے والے پودوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم تھا۔ ٹشو کلچر میں نمو کی روک تھام کے اسپیکٹرل پتہ لگانے سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ سب سے زیادہ نقصان دہ روشنی کا معیار سبز روشنی تھی جس کی چوٹی 550 nm تھی۔ سبز روشنی کی روشنی میں اگائے جانے والے میریگولڈ کے پودوں کی اونچائی، تازہ اور خشک وزن میں مکمل سپیکٹرم روشنی میں اگائے جانے والے پودوں کے مقابلے میں 30% سے 50% تک اضافہ ہوا۔ مکمل سپیکٹرم روشنی سے بھری سبز روشنی کی وجہ سے پودے چھوٹے اور خشک ہوتے ہیں اور تازہ وزن کم ہو جاتا ہے۔ سبز روشنی کو ہٹانے سے میریگولڈ کے پھولوں کو تقویت ملتی ہے، جبکہ سبز روشنی کی تکمیل ڈیانتھس اور لیٹش کے پھول کو روکتی ہے۔

تاہم، سبز روشنی کی ترقی کو فروغ دینے کی بھی اطلاعات ہیں۔ کم وغیرہ۔ یہ نتیجہ اخذ کیا کہ سرخ نیلی مشترکہ روشنی (LEDs) سبز روشنی کی تکمیل کے نتیجے میں یہ نتیجہ اخذ کرتی ہے کہ سبز روشنی کے 50% سے زیادہ ہونے پر پودوں کی نشوونما کو روکا جاتا ہے، جب کہ سبز روشنی کا تناسب 24% سے کم ہونے پر پودوں کی نشوونما میں اضافہ ہوتا ہے۔ اگرچہ لیٹش کے اوپری حصے کا خشک وزن ایل ای ڈی کے ذریعہ فراہم کردہ سرخ اور نیلے رنگ کے مشترکہ روشنی کے پس منظر پر سبز فلوروسینٹ روشنی کے ذریعہ شامل کردہ سبز روشنی سے بڑھتا ہے، لیکن یہ نتیجہ اخذ کیا جاتا ہے کہ سبز روشنی کے اضافے سے نمو میں اضافہ ہوتا ہے اور زیادہ پیداوار ہوتی ہے۔ ٹھنڈی سفید روشنی کے مقابلے میں بایوماس مشکل ہے: (1) بائیو ماس کا وہ خشک وزن جس کا وہ مشاہدہ کرتے ہیں صرف اوپر والے حصے کا خشک وزن ہے۔ اگر زیر زمین جڑ کے نظام کے خشک وزن کو شامل کیا جائے تو نتیجہ مختلف ہو سکتا ہے۔ (2) سرخ، نیلی اور سبز روشنیوں کے نیچے اگنے والے لیٹش کا اوپری حصہ جو پودے ٹھنڈے سفید فلوروسینٹ لیمپ کے نیچے نمایاں طور پر اگتے ہیں ان میں تین رنگوں کے لیمپ میں سبز روشنی (24%) ہونے کا امکان ہوتا ہے جو نتیجہ سے کہیں کم ہوتا ہے۔ ٹھنڈے سفید فلوروسینٹ لیمپ کا (51%)، یعنی ٹھنڈے سفید فلوروسینٹ لیمپ کا سبز روشنی دبانے کا اثر تین رنگوں سے زیادہ ہے۔ چراغ کے نتائج؛ (3) سرخ اور نیلی روشنی کے امتزاج کے تحت اگائے جانے والے پودوں کی روشنی سنتھیسز کی شرح سبز روشنی کے نیچے اگائے جانے والے پودوں کی نسبت نمایاں طور پر زیادہ ہے، جو پچھلے قیاس آرائیوں کی تائید کرتی ہے۔

تاہم، سبز لیزر کے ساتھ بیجوں کا علاج کرنے سے مولی اور گاجر کو کنٹرول سے دوگنا بڑا بنایا جا سکتا ہے۔ ایک مدھم سبز نبض اندھیرے میں اگنے والے پودوں کی لمبائی کو تیز کر سکتی ہے، یعنی تنے کی لمبائی کو فروغ دیتی ہے۔ ایل ای ڈی ماخذ سے واحد سبز روشنی (525 nm ± 16 nm) نبض (11.1 μmol·m-2·s-1, 9 s) کے ساتھ Arabidopsis thaliana seedlings کے علاج کے نتیجے میں پلاسٹڈ ٹرانسکرپٹس میں کمی اور تنے کی نشوونما میں اضافہ ہوا۔ شرح

پودوں کی فوٹو بایولوجی تحقیق کے پچھلے 50 سالوں کے اعداد و شمار کی بنیاد پر، پودوں کی نشوونما، پھول، سٹومیٹل اوپننگ، اسٹیم کی افزائش، کلوروپلاسٹ جین کے اظہار اور پودوں کی نشوونما کے ضابطے میں سبز روشنی کے کردار پر تبادلہ خیال کیا گیا۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ سبز روشنی پرسیپشن سسٹم سرخ اور نیلے سینسر کے ساتھ ہم آہنگ ہے۔ پودوں کی نشوونما اور نشوونما کو منظم کریں۔ نوٹ کریں کہ اس جائزے میں، سبز روشنی (500~600nm) کو اسپیکٹرم کے پیلے حصے (580~600nm) کو شامل کرنے کے لیے بڑھایا گیا ہے۔

پیلی روشنی (580~600nm) لیٹش کی نشوونما کو روکتی ہے۔ بالترتیب سرخ، دور سرخ، نیلی، الٹرا وائلٹ اور پیلی روشنی کے مختلف تناسب کے لیے کلوروفل کے مواد اور خشک وزن کے نتائج اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ صرف پیلی روشنی (580~600nm) ہائی پریشر سوڈیم لیمپ اور میٹل ہالائیڈ کے درمیان نمو کے اثرات میں فرق کی وضاحت کر سکتی ہے۔ چراغ یعنی زرد روشنی ترقی کو روکتی ہے۔ اس کے علاوہ، پیلی روشنی (595 nm کی چوٹی) نے کھیرے کی نشوونما کو سبز روشنی (520 nm کی چوٹی) سے زیادہ مضبوطی سے روکا۔

پیلی/سبز روشنی کے متضاد اثرات کے بارے میں کچھ نتائج ان مطالعات میں استعمال ہونے والی روشنی کی طول موج کی متضاد حد کی وجہ سے ہو سکتے ہیں۔ مزید برآں، چونکہ کچھ محققین 500 سے 600 nm تک کی روشنی کو سبز روشنی کے طور پر درجہ بندی کرتے ہیں، اس لیے پودوں کی نشوونما اور نشوونما پر پیلی روشنی (580-600 nm) کے اثرات پر بہت کم ادب موجود ہے۔

الٹرا وائلٹ تابکاری پودوں کے پتوں کے رقبے کو کم کرتی ہے، ہائپوکوٹائل کی لمبائی کو روکتی ہے، فتوسنتھیس اور پیداواری صلاحیت کو کم کرتی ہے، اور پودوں کو پیتھوجین کے حملے کے لیے حساس بناتی ہے، لیکن فلیوونائڈ کی ترکیب اور دفاعی طریقہ کار کو آمادہ کر سکتی ہے۔ UV-B ascorbic acid اور β-carotene کے مواد کو کم کر سکتا ہے، لیکن مؤثر طریقے سے anthocyanin کی ترکیب کو فروغ دے سکتا ہے۔ UV-B تابکاری کے نتیجے میں بونے پودے کی فینوٹائپ، چھوٹے، موٹے پتے، چھوٹے پیٹیول، محوری شاخوں میں اضافہ، اور جڑ/تاج کے تناسب میں تبدیلی آتی ہے۔

گرین ہاؤس میں چین، بھارت، فلپائن، نیپال، تھائی لینڈ، ویتنام اور سری لنکا کے 7 مختلف علاقوں سے چاول کی 16 اقسام پر کی جانے والی تحقیقات کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ UV-B کے اضافے کے نتیجے میں کل بایوماس میں اضافہ ہوا۔ کھیتی (جن میں سے صرف ایک اہم سطح پر پہنچی، سری لنکا سے)، 12 کھیتی (جن میں سے 6 اہم تھیں)، اور جن میں UV-B حساسیت ہے ان میں پتوں کے رقبے اور ٹیلر کے سائز میں نمایاں کمی واقع ہوئی۔ کلوروفل کی مقدار میں اضافہ کے ساتھ 6 اقسام ہیں (جن میں سے 2 اہم سطح تک پہنچ جاتی ہیں)؛ نمایاں طور پر کم پتی کی فوٹو سنتھیٹک شرح کے ساتھ 5 کھیتی، اور نمایاں طور پر بہتر ہونے والی 1 کاشت (اس کا کل بایوماس بھی نمایاں ہے) اضافہ)۔

UV-B/PAR کا تناسب UV-B پر پودوں کے ردعمل کا ایک اہم عامل ہے۔ مثال کے طور پر، UV-B اور PAR مل کر پودینہ کی شکلیات اور تیل کی پیداوار کو متاثر کرتے ہیں، جس کے لیے غیر فلٹر شدہ قدرتی روشنی کی اعلیٰ سطح کی ضرورت ہوتی ہے۔

واضح رہے کہ UV-B اثرات کے لیبارٹری مطالعات، اگرچہ ٹرانسکرپشن عوامل اور دیگر سالماتی اور جسمانی عوامل کی نشاندہی کرنے میں مفید ہیں، لیکن یہ UV-B کی اعلی سطح کے استعمال کی وجہ سے ہے، کوئی UV-A ہم آہنگ نہیں ہے اور اکثر کم پس منظر PAR، نتائج عام طور پر قدرتی ماحول میں میکانکی طور پر نہیں نکالے جاتے ہیں۔ فیلڈ اسٹڈیز عام طور پر UV-B کی سطح کو کم کرنے کے لیے فلٹرز کو بڑھانے یا استعمال کرنے کے لیے UV لیمپ کا استعمال کرتے ہیں۔